CN110160505A - 电压甄别型水文缆道测验信号器 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种电压甄别型水文缆道测验信号器，包括水下信号发生器、水上信号处理发射器及室内信号接收器。本发明将电压信号经同一根信号索传送到水面以上，在水上甄别出测验所需的信号，再经过调制为无线电传入室内，然后通过解调还原所需信号，实现了信号传输的目标。本发明成功地解决了以往水文缆道测流中水面信号、流速信号、河底信号传输可靠性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电压甄别型水文缆道测验信号器。
背景技术
流速仪用于测量河流的流速，通过测量水流流速计算流量。流速仪上面有一个旋翼(也叫旋浆)，内部有触点开关，测流时在水流的冲击下，旋翼转动，内部的触点就会规律的接通和断开，流速越大，旋翼转动的速度就越高，内部的开关接通的次数就越多。通过单位时间内触点接通的次数即可计算出水流的流速。
在过去相当长的时期里，人们一直采用很古老的方法来测量水流的流速。小水时人直接涉水用流速仪测量，大水期间撑船测量或者用浮标法测流，因为在大洪水期间，河道内漂浮物很多，危险性很大，直接危及测量人员的生命安全。后来人们想办法建立了电动缆道，才能使人们在室内完成测速工作成为可能。其方法是架设过河索道，分主索、副索、拉偏索、水平循环索及垂直升降索，在主索、副索上分别装有可以左右移动的大小行车，大行车下面悬挂着几百公斤重的大铅鱼，用来保持在水中的稳定性。把流速仪固定在铅鱼上，由室内操作系统控制。在水平循环钢索及垂直钢索的作用下，使铅鱼在水平及垂直方向运动。拉偏索的作用是消除水流冲击造成的偏角，从而减小测量水深的误差。
在测流过程中，不只是单单测量流速，还要测量出河道断面不同位置的水深，从而计算出过水断面面积。配合在不同点测得的流速再算出断面平均流速，最后乘以断面面积得到流量，这才是测流的真正目的。要完成以上目的，就需要缆道设备能够测量水深。铅鱼入水时要有水面信号，当铅鱼下降到河底时也要发出河底信号，这样在两个信号期间钢丝绳下放的长度就是水深。但是在现有的缆道设备中，通过拉偏索及起重索传递信号，只有一个回路，也就是说只能传递三个直流开关信号(水面信号、河底信号、流速仪信号)中的一种信号。利用上述设备同时传递三种信号，几乎是不可能地。人们在实践中想了很多办法，都不是很奏效。另外还存在一个很严重的问题，就是它传递信号的路径必须要经过拉偏索上端的小行车滑轮，通过滑轮与副索形成电流通路，因为滑轮是随着铅鱼及拉偏索的移动而在副索上滚动，常常因为滑轮及副索生锈而导致信号不通，造成信号时常中断，甚至完全不能使用。有的采用水体传输信号，信号很不稳定。这就是当前水文缆道存在的致命弱点，也极大地制约了水文缆道的发展。
发明内容
为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种使用方便，测量快速准确的电压甄别型水文缆道测验信号器。
本发明是通过以下措施实现的：
一种电压甄别型水文缆道测验信号器，包括信号连接的水下信号发生器、水上信号接收处理器和室内信号接收器，所述水下信号发生器包括密封的金属筒体，所述金属筒体固定有携带流速仪的铅鱼，所述铅鱼上方连接有吊索、行车，铅鱼底部设置有河底限位开关，所述金属筒体内设置有电连接的模拟信号生成电路和供电电池，所述模拟信号生成电路设置有公共接地端b、水面信号正极端a、流速仪信号正极端c和电压信号输出正极端C，所述公共接地端b与铅鱼、吊索、行车等电位连接，所述水面信号正极端a仅通过水体与公共接地端b接通，流速仪信号正极端c与流速仪的信号输出端相连接；
所述模拟信号生成电路上集成有与流速仪信号正极端c信号连接且用于接收流速仪输出信号的流速仪信号输入电路、与河底限位开关信号连接且用于接收河底限位开关产生的电压脉冲信号的河底信号检测电路、与水面信号正极端a信号连接且用于接收铅鱼入水时产生的电压脉冲信号的水面信号检测电路和检测供电电池电压信号的电池电压检测电路，流速仪信号输入电路、河底信号检测电路、水面信号检测电路、电池电压检测电路的输出端共同连接电压信号输出正极端C；
所述水上信号接收处理器包括信号甄别电路以及与信号甄别电路信号连接的无线信号发射单元，所述信号甄别电路设置有电压信号输入正极端D和公共接地端d，所述电压信号输入正极端D与电压信号输出正极端C信号连接，公共接地端d与公共接地端b信号连接，所述信号甄别电路包括均信号连接在电压信号输入正极端D和公共接地端d之间的河底信号甄别电路、水面信号甄别电路、流速仪信号甄别电路和欠压信号甄别电路；所述河底信号甄别电路用于接收河底信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述水面信号甄别电路与水面信号检测电路信号连接，用于接收水面信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述流速仪信号甄别电路与流速仪信号输入电路信号连接，用于接收流速仪信号输入电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述欠压信号甄别电路与电池电压检测电路信号连接，用于接收电池电压检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器。
上述流速仪信号处理电路包括电压比较器IC2:4，比较器IC2:4的反相输入端通过二极管D4连接流速仪信号正极，电压比较器IC2:4的反相输入端连接上拉电阻R11，电压比较器IC2:4的同相输入端接W4，用于设置比较电压值；
所述河底信号检测电路包括电压比较器IC2：3，电压比较器IC2：3反相输入端通过R7接河底传感器IC3的输出端，电压比较器IC2：3的同相输入端接W3，用于设置比较电压值；
所述水面信号处理电路包括电压比较器IC2:2、二极管D3和调压电位器W2，电压比较器IC2:2的反相输入端连接上拉电阻R5，比较器IC2:2的同相输入端接W2，用于设置比较电压值，水面信号通过二极管D3送往比较器IC2:2的反相输入端；
所述电池电压检测电路包括电压比较器IC2:1，电压比较器IC2:1的反相输入端的电压值取决于稳压二极管D2，电压比较器IC2:1的同相输入端通过W2接电池正极，电池电压大小实时反映在IC2:1的同相输入端上；
所述电压比较器IC2:4、电压比较器IC2:3、电压比较器IC2:2和电压比较器IC2:1的输出端合并成电压信号输出正极端C。
上述金属筒体内的供电电池正极与集成电路板之间串联有霍尔开关IC1，所述金属筒体端部设置有盲孔，所述盲孔内螺纹连接有可使霍尔开关IC1闭合的磁性螺栓。
上述水上信号接收处理器的河底信号甄别电路、水面信号甄别电路、流速仪信号甄别电路均包括电压比较电路单元、放大电路单元、光电隔离开关单元。
上述水上信号接收处理器上设置有自动伸缩线缆，所述自动伸缩线缆内设置有导线，所述模拟信号生成电路的电压信号输出正极端C通过自动伸缩线缆内的导线与信号甄别电路的电压信号输入正极端D信号连接。
上述信号甄别电路的公共接地端d通过吊索、行车与模拟信号生成电路的公共接地端b信号连接。
上述铅鱼下方设置有可升降的托盘，所述河底限位开关为设置在铅鱼底部的霍尔开关IC3，托盘上设置有当铅鱼底部碰撞河底可接近霍尔开关IC3并使霍尔开关IC3闭合的磁钢。
本发明的有益效果是：本发明将电压信号经同一根信号索传送到水面以上，在水上甄别出测验所需的信号，再经过调制为无线电传入室内，然后通过解调还原所需信号，实现了信号传输的目标本发明成功地解决了以往水文缆道测流中水面信号、流速信号、河底信号传输可靠性差的问题。使用方便，测量快速准确，成功地解决了以往水文缆道测流存在的难题。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明的使用状态时的结构示意图。
图3为本发明水下信号发生器的电路原理图。
图4为本发明水上信号接收处理器的电路原理图。
图5为本发明的金属筒体的结构示意图。
其中：1水下信号发生器，2水上信号接收处理器，3室内信号接收器
4铅鱼，5吊索，6自动伸缩线缆，7行车，8金属筒体，9盲孔，10磁性螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述：
如图1、2所示，本发明的一种电压甄别型水文缆道测验信号器，包括信号连接的水下信号发生器1、水上信号接收处理器2和室内信号接收器3，水下信号发生器1包括密封的金属筒体8，金属筒体8固定有携带流速仪的铅鱼，铅鱼上方连接有吊索、行车，铅鱼底部设置有河底限位开关，所述金属筒体内设置有电连接的模拟信号生成电路和供电电池，所述模拟信号生成电路设置有公共接地端b、水面信号正极端a、流速仪信号正极端c和电压信号输出正极端C，所述公共接地端b与铅鱼、吊索、行车等电位连接，所述水面信号正极端a仅通过水体与公共接地端b接通，流速仪信号正极端c与流速仪的信号输出端相连接；
模拟信号生成电路上集成有与流速仪信号正极端c信号连接且用于接收流速仪输出信号的流速仪信号输入电路、与河底限位开关信号连接且用于接收河底限位开关产生的电压脉冲信号的河底信号检测电路、与水面信号正极端a信号连接且用于接收铅鱼入水时产生的电压脉冲信号的水面信号检测电路和检测供电电池电压信号的电池电压检测电路，流速仪信号输入电路、河底信号检测电路、水面信号检测电路、电池电压检测电路的输出端共同连接电压信号输出正极端C；
水上信号接收处理器包括信号甄别电路以及与信号甄别电路信号连接的无线信号发射单元，所述信号甄别电路设置有电压信号输入正极端D和公共接地端d，所述电压信号输入正极端D与电压信号输出正极端C信号连接，公共接地端d与公共接地端b信号连接，所述信号甄别电路包括均信号连接在电压信号输入正极端D和公共接地端d之间的河底信号甄别电路、水面信号甄别电路、流速仪信号甄别电路和欠压信号甄别电路；所述河底信号甄别电路用于接收河底信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；水面信号甄别电路与水面信号检测电路信号连接，用于接收水面信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述流速仪信号甄别电路与流速仪信号输入电路信号连接，用于接收流速仪信号输入电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述欠压信号甄别电路与电池电压检测电路信号连接，用于接收电池电压检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器。
金属筒体8内的供电电池正极与集成电路板之间串联有霍尔开关IC1，金属筒体8端部设置有盲孔8，盲孔8内螺纹连接有可使霍尔开关IC1闭合的磁性螺栓9。水上信号接收处理器的河底信号甄别电路、水面信号甄别电路、流速仪信号甄别电路均包括电压比较电路单元、放大电路单元、光电隔离开关单元。水上信号接收处理器上设置有自动伸缩线缆，自动伸缩线缆内设置有导线，模拟信号生成电路的电压信号输出正极端C通过自动伸缩线缆内的导线与信号甄别电路的电压信号输入正极端D信号连接。信号甄别电路的公共接地端d通过吊索5、行车与模拟信号生成电路的公共接地端b信号连接。铅鱼下方设置有可升降的托盘，河底限位开关为设置在铅鱼底部的霍尔开关IC3，托盘上设置有当铅鱼底部碰撞河底可接近霍尔开关IC3并使霍尔开关IC3闭合的磁钢。
金属筒体8固定有携带流速仪的铅鱼4下，铅鱼4上方连接有自动伸缩线缆6，并且铅鱼4通过自动伸缩线缆6与信号处理发射器2连通，水下信号发生器1、铅鱼4、自动伸缩线缆6、水上信号处理发射器2形成一条闭合回路，自动伸缩线缆6作为信号处理发射器的传输回路的公共线；信号发生器1设有电压信号输出线，通过自动伸缩线缆6直接进入水上信号处理发射器2，与上述公共线组成完整的电压信号输出回路；金属筒体8内设置有模拟信号生成电路和供电电池，供电电池负极通过导索与铅鱼4连接，在水面处上面信号线与铅鱼4通过水导通，就形成水面信号信息，模拟信号生成电路上设有流速仪信号输入线、流速仪接触丝的通断通过此线进入模拟信号生成电路；铅鱼4底部托盘上设置有磁钢，铅鱼到河底时，托盘靠近信号发射器，发生器内部的霍尔传感器产生河底信息。上述流速仪信号处理电路包括电压比较器IC2:4，比较器IC2:4的反相输入端通过二极管D4连接流速仪信号正极，电压比较器IC2:4的反相输入端连接上拉电阻R11，电压比较器IC2:4的同相输入端接W4，用于设置比较电压值；
所述河底信号检测电路包括电压比较器IC2：3，电压比较器IC2：3反相输入端通过R7接河底传感器IC3的输出端，电压比较器IC2：3的同相输入端接W3，用于设置比较电压值；
所述水面信号处理电路包括电压比较器IC2:2、二极管D3和调压电位器W2，电压比较器IC2:2的反相输入端连接上拉电阻R5，比较器IC2:2的同相输入端接W2，用于设置比较电压值，水面信号通过二极管D3送往比较器IC2:2的反相输入端；
所述电池电压检测电路包括电压比较器IC2:1，电压比较器IC2:1的反相输入端的电压值取决于稳压二极管D2，电压比较器IC2:1的同相输入端通过W2接电池正极，电池电压大小实时反映在IC2:1的同相输入端上；
所述电压比较器IC2:4、电压比较器IC2:3、电压比较器IC2:2和电压比较器IC2:1的输出端合并成电压信号输出正极端C。
室内信号接收器3包括无线信号接收单元、解调输出单元和状态指示单元，其中状态指示单元有包括接收器电源电压指示，水面信号指示、流速信号指示、河底信号指示、信号发生器电源欠压指示。“无线电接收”单元用于接收来自室外行车上“信号处理发射器”发出的电波，经放大后送往“解调输出”单元；“解调输出”单元电路输出相互独立的4路信号：第一路是水面信号，送往水深记录仪，用于记录仪到水面时自动清零；第二路是流速信号，送往流速记录仪，用于记录单位时间内，旋桨的转述；第三路是河底信号，送往铅鱼升降控制仪，用于控制升降系统铅鱼到达河底时禁止下降；第四路为信息指示单元，用于提示信号状态，共5种信息指示，一是电源指示灯，上电后指示灯点亮，二是水面信号指示灯，当铅鱼入水时，水面信号指示灯点亮0.5秒钟，然后熄灭，三是流速信号指示灯，当流速仪在水下，且接触丝接通时，流速信号指示灯点亮，断开时，流速信号指示灯熄灭，四是河底信号指示灯，当铅鱼到达河底时，河底信号指示灯点亮，离开河底时，河底信号指示灯熄灭，五是欠电指示灯，当水下信号发生器电源电压较低时，欠电指示灯点亮，表示信号发生器需要充电或换电池，信号发生器电源电压正常时欠电指示灯处于熄灭状态。
水下信号发生器详细介绍参照图3所示：
非接触式电源开关：磁性螺栓9旋入盲孔8中，IC1的2脚输出低电平，使V1饱和导通，经IC稳压后得到3V的稳定电压。为整个发生器提供电能；把磁性螺栓9旋出，IC1截止，IC1的2脚输出高电平，使V1截止，IC不工作，停止为发生器提供电能。
充电：把磁性螺栓9旋出，再把充电器的正极接a端(红线)，充电器的负极接b端(黑线)，最后充电器插入交流220V的插座中，这时充电电流通过D1对锂电池E1充电，当充满后充电器自动涓流充电。
信号发生器欠电输出分析：水下信号发生器1电源电压小于3.3V时，IC2:1的5脚电压低于4脚电压，输出低电平，电压为0.1V，水下发生器1输出端C点的电压为0.1。
水下信号发生器1电源电压大于3.3V时，IC2:1的5脚电压高于4脚电压，输出端截止，水下发生器输出端C点的电压取决于IC2:2、IC2:3、IC2:4。有以下几种情况：铅鱼在水上，IC2:2导通，水下发生器输出端C点的电压0.46V；铅鱼在水中，IC2:2截止，不在河底IC2:3导通，接触丝断开，IC2:4导通，水下发生器输出端C点的电压1.37V；铅鱼在水中，IC2:2截止，不在河底IC2:3导通，接触丝接通，IC2:4截止，水下发生器输出端C点的电压1.64V；铅鱼到达河底，IC2:3截止，IC2:2截止，接触丝断开，IC2:4导通，水下发生器输出端C点的电压2.06V；在河底IC2:3截止，IC2:2截止，接触丝接通，IC2:4截止，水下发生器输出端C点的电压3.0V；
可见信号发生器欠压，发生器输出电压小于等于0.1V，其它所有情况下，输出电压均大于等于0.46V；所以设定0.3V为阀值电压，电压甄别电路根据此值判断发生器电源电压是否欠压，电压小于0.3V，认为发生器欠压，大于0.3V时，信号发生器电源电压正常。
水面信号电压输出分析：电源电压正常情况下，IC2:1截止，铅鱼在水上的情况，水面信号输入端a端与铅鱼体不通，IC2:2的6脚高于7脚，IC2:2饱和导通，1脚输出低电位，电压为0.1V，水下发生器输出端C点的电压为0.46V；铅鱼入水后，水面信号输入端与铅鱼体被水体连通，IC2:2的6脚低于7脚，IC2:2截止，水下发生器输出端C点的电压取决于IC2:3、IC2:4，有分四种情况：一是铅鱼还不到河底，接触丝断开，IC2:3导通，IC2:4导通，水下发生器输出端C点的电压1.37V,二是一是铅鱼还不到河底，接触丝导通，IC2:3导通，IC2:4截止，水下发生器输出端C点的电压1.64V,三是到达河底，接触丝断开，IC2:3截止，IC2:4导通，水下发生器输出端C点的电压2.06V，四是到达河底，接触丝接通，IC2:3截止，IC2:4，截止，水下发生器输出端C点的电压3.0V。
可见信号发生器在水面以上时，发生器输出电压小于等于0.46V，其它所有情况下，输出电压均大于等于1.37V；所以设定1.0V为阀值电压，电压甄别电路根据此值判断发生器入水与否，电压小于1.0V，认为发生器在水面以上，大于1.0V时，信号发生器已经入水。
流速信号电压输出分析：接触丝一端接c端，(流速仪带绝缘座的接线柱，另一端接铅鱼)，电源电压正常，铅鱼在水下时，此时IC2:1、IC2:2均截止，有如下几种情况:一是铅鱼没触及河底，IC2:3导通，又有两种情况，1、接触丝断开，IC2:4导通，水下发生器输出端C点的电压1.37V，2、接触丝接通，IC2:4截止，水下发生器输出端C点的电压1.64V，可见铅鱼在水下，但又不触及河底的区间内正是测速的范围；二是铅鱼到达河底，托盘带动磁钢接近信号发生器，发生器内部的霍尔传感器IC3输出低电平，IC2:3的8脚电压低于9脚电压，IC2:3截止，又有两种情况：1、接触丝断开，IC2:4导通，水下发生器输出端C点的电压2.06V，2、接触丝接通，IC2:4截止，水下发生器输出端C点的电压3.0V。可见铅鱼在水中，接触丝断开，水下发生器输出端C点的电压小于等于1.37V，接触丝接通，水下发生器输出端C点的电压小于等于1.64V，所以设定1.5V为阀值电压，电压甄别电路根据此值判断发生器入水与否，电压小于1.5V，认为接触丝断开，大于1.5V时，认为信号流速仪接触丝接通。
河底信号电压输出分析：上述流速信号电压输出分析时得到的结论：铅鱼不触底，信号发生器输出最大电压为1.64V,铅鱼触底，信号发生器输出最小电压为2.06V，所以设定1.85V为阀值电压，电压甄别电路根据此值判断，电压小于1.85V，认为铅鱼没到河底，大于1.85V时，认为铅鱼到达河底。
水上信号处理发射器2介绍参照图4所示：
水下送来的模拟电压信号从cp口输入，采用电压甄别原理把电压信号中携带的各类信息分开。欠电电压甄别阀值为0.3V，水面电压甄别阀值为1.0V，流速电压甄别阀值为1.5V，河底电压甄别阀值为1.85V。
自动上电电路
信号发生器磁性螺栓9旋入盲孔8中时，信号发生器上电，同时输出0.1V的电压，通过吊索、信号索传至空中的信号处理发射器的CP口上，使IC3:1、IC3:2输出高电平，致使V01饱和导通，继电器J01吸合，J01-1闭合，电池E为整个电路上电。也就是説信号发生器上电，空中的信号处理发射器自动上电。
信号发生器欠压甄别电路
由D41、W41、C41、IC1：4、R42、L41、U4组成欠压信号电路。
信号发生器欠压时，cp口得到的电压为0.1V，IC1:4的11脚电压小于10脚的阀值电压0.3V，IC1:4导通，U4把欠压信息送到信号发射电路。
水面信号甄别电路
由IC1：2、W11、V11、、IC2、V12、L11、U1等有关元件组成水面信号单元电路。
铅鱼在水面以上，cp口得到的电压为0.46V，铅鱼在水下，各种情况下cp口得到的电压均大于1.37V，
当铅鱼在水上时，IC1：2的7脚小于等于0.46V，小于6脚的阀值电压1.0V，IC1:2输出低电平，V11截止，集电极电压为高电平，IC2的输出脚电平不变，为低电平，V12截止，U1不能传递信息，水面信号没输出，指示灯L11不亮。
当铅鱼在入水时，IC1：2的7脚各种情况下均高于1.37V，高于6脚的阀值电压1.0V，IC1：2截止，输出端为高电平，V11导通，集电极电压为低电平，V11电位的下降沿通过C12触发了IC2，在IC2的输出端3脚输出0.5s的矩形脉冲，使V12导通0.5S，U1把水面信息传递给发射电路，此时L11点亮0.5S，表示铅鱼入水。
流速信号甄别电路
铅鱼入水且没有触及河底，当流速仪接触丝断开时cp口得到的电压为1.37V，接触丝接通时cp口得到的电压为1.64V，
由IC1：3、W21、V21、L21、U2等有关元件组成流速信号形成电路。
如果接触丝断开，IC1：3的9脚电压为1.37V，低于8脚阀值电压1.5V，IC1：3输出低电平，V21截止，U2没有流速信息传至发射器，指示灯L21也不亮，表示没有流速信号；如果接触丝接通，IC1C的9脚电压为1.64V，高于8脚阀值电压1.5V，IC1：3输出高电平，V21导通，U2把流速信息传至发射器，同时指示灯L21点亮，表示流速仪接触丝接通。
河底信号甄别电路
由IC1：1、W31、V32、V31、W32、IC6:1、L31、U5、U3等有关元件组成河底信号形成电路。
当铅鱼没有到达河底时，cp口得到的电压均小于1.64V,，到达河底时cp口得到的电压均大于2.06V，据此把IC1：1的阀值设置在1.85V。
当铅鱼在水下且悬空时，IC1：1的5脚电压1.64V低于4脚阀值电压1.85，IC1:1输出低电平，此低电平送往两路。
一路送V32，使V32截止，U5没有发送流速屏蔽信号到U2，流速信号通道传送正常。
另一路送往IC6:1的3脚，低于2脚电压，IC6:1输出低电平，V31截止，L31不亮，U3也不传送河底信息。
当铅鱼到达河底时，IC1：1的5脚电压大于等于2.06V，高于4脚阀值电压1.85，IC1:1输出高电平，此高电平送往两路。
一路送V32，使V32导通，U5传递河底信息，使U2不能传递流速信息，屏蔽流速信号，使流速信号不能送往信号发射器，确保发射器不许同时发射两个及以上的信息。
另一路送往IC6:1的3脚，高于2脚电压，IC6:1输出高电平，V31导通，L31点亮，U3把河底信息传送给信号发射器。
信号发射电路
XHFS-4为3000m无线发射模块，五个输入端，1号端子为水面信号控制端；2号端子为流速信号控制端；3号端子为河底信号控制端；4号端子为欠电信号控制端；5号端子信号公共端。
U1的输出端把信号送至1号端子，发射器就把水面信号发送至室内的信号接收器；U2的输出端把信号送至2号端子，发射器就把流速信号发送至室内的信号接收器；U3的输出端把信号送至3号端子，发射器就把河底信号发送至室内的信号接收器；U4的输出端把信号送至4号端子，发射器就把欠压信号发送至室内的信号接收器。
室内信号接收器3，电路由XHJS-4、L1、L2、L3、L4、L5组成。当接收到室外传来的无线电信号后，经放大后送解调器，把4路信号再还原出来。
当室外发来携带水面信息的无线电信号时，接收器经接收、放大、解调得到水面信号，表现在水面信号两个输出端短路，形成短路信号，并且指示灯L1点亮；当室外发来携带流速信息的无线电信号时，接收器经接收、放大、解调得到流速信号，表现在流速信号两个输出端短路，形成短路信号，并且指示灯L2点亮；当室外发来携带河底信息的无线电信号时，接收器经接收、放大、解调得到河底信号，表现在河底信号两个输出端短路，形成短路信号，并且指示灯L3点亮；当室外发来携带欠压信息的无线电信号时，接收器经接收、放大、解调得到欠压信号，指示灯L4点亮，表示信号发生器电压不足。
另外信号接收器还有12V电源输入端，上电后L5点亮，表示接收器电源已经接通。
以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。
Claims (7)
1.一种电压甄别型水文缆道测验信号器，其特征在于：包括信号连接的水下信号发生器、水上信号接收处理器和室内信号接收器，所述水下信号发生器包括密封的金属筒体，所述金属筒体固定有携带流速仪的铅鱼，所述铅鱼上方连接有吊索、行车，铅鱼底部设置有河底限位开关，所述金属筒体内设置有电连接的模拟信号生成电路和供电电池，所述模拟信号生成电路设置有公共接地端b、水面信号正极端a、流速仪信号正极端c和电压信号输出正极端C，所述公共接地端b与铅鱼、吊索、行车等电位连接，所述水面信号正极端a仅通过水体与公共接地端b接通，流速仪信号正极端c与流速仪的信号输出端相连接；
所述模拟信号生成电路上集成有与流速仪信号正极端c信号连接且用于接收流速仪输出信号的流速仪信号输入电路、与河底限位开关信号连接且用于接收河底限位开关产生的电压脉冲信号的河底信号检测电路、与水面信号正极端a信号连接且用于接收铅鱼入水时产生的电压脉冲信号的水面信号检测电路和检测供电电池电压信号的电池电压检测电路，流速仪信号输入电路、河底信号检测电路、水面信号检测电路、电池电压检测电路的输出端共同连接电压信号输出正极端C；
所述水上信号接收处理器包括信号甄别电路以及与信号甄别电路信号连接的无线信号发射单元，所述信号甄别电路设置有电压信号输入正极端D和公共接地端d，所述电压信号输入正极端D与电压信号输出正极端C信号连接，公共接地端d与公共接地端b信号连接，所述信号甄别电路包括均信号连接在电压信号输入正极端D和公共接地端d之间的河底信号甄别电路、水面信号甄别电路、流速仪信号甄别电路和欠压信号甄别电路；所述河底信号甄别电路用于接收河底信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述水面信号甄别电路与水面信号检测电路信号连接，用于接收水面信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述流速仪信号甄别电路与流速仪信号输入电路信号连接，用于接收流速仪信号输入电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述欠压信号甄别电路与电池电压检测电路信号连接，用于接收电池电压检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器。
2.根据权利要求1所述电压甄别型水文缆道测验信号器，其特征在于：所述流速仪信号处理电路包括电压比较器IC2:4，比较器IC2:4的反相输入端通过二极管D4连接流速仪信号正极，电压比较器IC2:4的反相输入端连接上拉电阻R11，电压比较器IC2:4的同相输入端接W4，用于设置比较电压值；
所述河底信号检测电路包括电压比较器IC2：3，电压比较器IC2：3反相输入端通过R7接河底传感器IC3的输出端，电压比较器IC2：3的同相输入端接W3，用于设置比较电压值；
所述水面信号处理电路包括电压比较器IC2:2、二极管D3和调压电位器W2，电压比较器IC2:2的反相输入端连接上拉电阻R5，比较器IC2:2的同相输入端接W2，用于设置比较电压值，水面信号通过二极管D3送往比较器IC2:2的反相输入端；
所述电池电压检测电路包括电压比较器IC2:1，电压比较器IC2:1的反相输入端的电压值取决于稳压二极管D2，电压比较器IC2:1的同相输入端通过W2接电池正极，电池电压大小实时反映在IC2:1的同相输入端上；
所述电压比较器IC2:4、电压比较器IC2:3、电压比较器IC2:2和电压比较器IC2:1的输出端合并成电压信号输出正极端C。
3.根据权利要求2所述电压甄别型水文缆道测验信号器，其特征在于：所述金属筒体内的供电电池正极与集成电路板之间串联有霍尔开关IC1，所述金属筒体端部设置有盲孔，所述盲孔内螺纹连接有可使霍尔开关IC1闭合的磁性螺栓。
4.根据权利要求2所述电压甄别型水文缆道测验信号器，其特征在于：所述水上信号接收处理器的河底信号甄别电路、水面信号甄别电路、流速仪信号甄别电路均包括电压比较电路单元、放大电路单元、光电隔离开关单元。
5.根据权利要求2所述电压甄别型水文缆道测验信号器，其特征在于：所述水上信号接收处理器上设置有自动伸缩线缆，所述自动伸缩线缆内设置有导线，所述模拟信号生成电路的电压信号输出正极端C通过自动伸缩线缆内的导线与信号甄别电路的电压信号输入正极端D信号连接。
6.根据权利要求1所述电压甄别型水文缆道测验信号器，其特征在于：所述信号甄别电路的公共接地端d通过吊索、行车与模拟信号生成电路的公共接地端b信号连接。
7.根据权利要求1所述电压甄别型水文缆道测验信号器，其特征在于：所述铅鱼下方设置有可升降的托盘，所述河底限位开关为设置在铅鱼底部的霍尔开关IC3，托盘上设置有当铅鱼底部碰撞河底可接近霍尔开关IC3并使霍尔开关IC3闭合的磁钢。
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Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2316437A1 (de) * | 1972-04-04 | 1973-10-11 | Atomic Energy Authority Uk | Geraet zum anzeigen der geschwindigkeit einer stroemungsmittelstroemung |
| RU2060505C1 (ru) * | 1993-08-18 | 1996-05-20 | Научно-производственное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Волоконно-оптический датчик скоростного напора потока жидкости |
| WO2003036037A2 (en) * | 2001-10-24 | 2003-05-01 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Installation and use of removable heaters in a hydrocarbon containing formation |
| DE10236486A1 (de) * | 2002-08-09 | 2004-02-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zur berührungslosen Entfernungsmessung |
| CN1737508A (zh) * | 2005-07-29 | 2006-02-22 | 威海博扬电子有限公司 | 多普勒超声波流量计信号品质识别系统 |
| US20060108972A1 (en) * | 2004-11-25 | 2006-05-25 | Nec Electronics Corporation | Data authentication circuit, battery pack and portable electronic device |
| CN1851771A (zh) * | 2006-04-27 | 2006-10-25 | 河南省南阳水文水资源勘测局 | 缆道测流信号发生器 |
| CN2857023Y (zh) * | 2006-04-27 | 2007-01-10 | 河南省南阳水文水资源勘测局 | 缆道测流信号发生器 |
| CN2870032Y (zh) * | 2006-04-27 | 2007-02-14 | 河南省许昌水文水资源勘测局 | 水文缆道测量系统 |
| CN201181208Y (zh) * | 2008-01-09 | 2009-01-14 | 河南省许昌水文水资源勘测局 | 新型水文测验铅鱼 |
| JP2010078593A (ja) * | 2008-08-28 | 2010-04-08 | Nippon Mikuniya Kk | 河川の洗掘測定装置 |
| CN202041457U (zh) * | 2010-12-24 | 2011-11-16 | 宁波水表股份有限公司 | 一种浑浊度在线实时检测装置 |
| CN202171455U (zh) * | 2011-05-10 | 2012-03-21 | 赵新华 | 一种无线型水文缆道测流监控仪 |
| CN103267519A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-28 | 蓝标 | 一种带无线传输的水文测量系统及测量方法 |
| CN105258740A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-01-20 | 张广海 | 一种水流流量无线测验系统 |
| CN210004997U (zh) * | 2019-05-17 | 2020-01-31 | 张学科 | 电压甄别型水文缆道测验信号器 |
| CN213960027U (zh) * | 2020-12-11 | 2021-08-13 | 昆明理工大学 | 一种功率可调的隔离型水下信号采集处理电路 |
| CN217643353U (zh) * | 2022-06-13 | 2022-10-21 | 昆明理工大学 | 一种四信号缆道通信电路 |
-
2019
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Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2316437A1 (de) * | 1972-04-04 | 1973-10-11 | Atomic Energy Authority Uk | Geraet zum anzeigen der geschwindigkeit einer stroemungsmittelstroemung |
| RU2060505C1 (ru) * | 1993-08-18 | 1996-05-20 | Научно-производственное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Волоконно-оптический датчик скоростного напора потока жидкости |
| WO2003036037A2 (en) * | 2001-10-24 | 2003-05-01 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Installation and use of removable heaters in a hydrocarbon containing formation |
| DE10236486A1 (de) * | 2002-08-09 | 2004-02-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zur berührungslosen Entfernungsmessung |
| US20060108972A1 (en) * | 2004-11-25 | 2006-05-25 | Nec Electronics Corporation | Data authentication circuit, battery pack and portable electronic device |
| CN1737508A (zh) * | 2005-07-29 | 2006-02-22 | 威海博扬电子有限公司 | 多普勒超声波流量计信号品质识别系统 |
| CN2870032Y (zh) * | 2006-04-27 | 2007-02-14 | 河南省许昌水文水资源勘测局 | 水文缆道测量系统 |
| CN2857023Y (zh) * | 2006-04-27 | 2007-01-10 | 河南省南阳水文水资源勘测局 | 缆道测流信号发生器 |
| CN1851771A (zh) * | 2006-04-27 | 2006-10-25 | 河南省南阳水文水资源勘测局 | 缆道测流信号发生器 |
| CN201181208Y (zh) * | 2008-01-09 | 2009-01-14 | 河南省许昌水文水资源勘测局 | 新型水文测验铅鱼 |
| JP2010078593A (ja) * | 2008-08-28 | 2010-04-08 | Nippon Mikuniya Kk | 河川の洗掘測定装置 |
| CN202041457U (zh) * | 2010-12-24 | 2011-11-16 | 宁波水表股份有限公司 | 一种浑浊度在线实时检测装置 |
| CN202171455U (zh) * | 2011-05-10 | 2012-03-21 | 赵新华 | 一种无线型水文缆道测流监控仪 |
| CN103267519A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-28 | 蓝标 | 一种带无线传输的水文测量系统及测量方法 |
| CN105258740A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-01-20 | 张广海 | 一种水流流量无线测验系统 |
| CN210004997U (zh) * | 2019-05-17 | 2020-01-31 | 张学科 | 电压甄别型水文缆道测验信号器 |
| CN213960027U (zh) * | 2020-12-11 | 2021-08-13 | 昆明理工大学 | 一种功率可调的隔离型水下信号采集处理电路 |
| CN217643353U (zh) * | 2022-06-13 | 2022-10-21 | 昆明理工大学 | 一种四信号缆道通信电路 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 柳军;张文锦;: "新型流速仪检定系统设计", 舰船电子工程, no. 10, 20 October 2009 (2009-10-20) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110160505B (zh) | 2024-08-16 |
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